JP7616210B2 - 蓄電素子、蓄電素子の製造方法及び蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電素子、蓄電素子の製造方法及び蓄電装置に関する。

電気自動車等の車両、家電製品等の様々な機器に、充放電可能な蓄電素子（二次電池、キャパシタ等）が使用されている。蓄電素子としては、帯状の正極と帯状の負極とが帯状のセパレータを介して重ね合わされた状態で巻回されてなる、巻回型の電極体を備えるものが知られている。このような電極体が電解液と共に容器に収納され、蓄電素子を構成している。

蓄電素子の出力を高める方法の一つとして、正極又は負極に中空の活物質粒子を用いることが知られている（特許文献１、２参照）。中空の活物質粒子の場合、粒子内部の中空部にまで電解液が浸透するため、活物質粒子と電解液との接触面積が大きくなり、低抵抗化し、出力が高まるとされている。

特開平８－３２１３００号公報 特開２０１１－１１９０９２号公報

上記のような中空活物質粒子は、中空構造であることから強度が弱い。このため、中空活物質粒子は充放電の繰り返しに伴って変形しやすく、その結果、蓄電素子の出力低下を招きやすい。具体的には、充電の際に中空活物質粒子が膨張すると、放電しても元の状態にまで戻り難く、粒子間の導電性の低下等を引き起こす。そこで、充電時の中空活物質粒子の膨張を抑制するため、蓄電素子を外部から圧迫し、電極体を押圧した状態で使用することが検討されている。このように電極体を押圧した状態で使用した場合、中空活物質粒子の膨張が抑制されていることにより、充電時には、中空活物質粒子は中空部が小さくなるように変形する。このため、中空部内の電解液は押し出されて電極体外へ流出する。そして、放電時には、中空活物質粒子が元の形状に戻ることに伴い、粒子の中空部に電解液が流入することとなる。このような電極体への電解液の流入は、毛細管現象によるものであり、電極体に対する押圧の強度等の設計によるが、電解液が元の状態にまで電極体内に完全に浸透するのには数分から数時間かかることもある。このため、充放電の繰り返しが頻繁に行われる場合、あるいは急速に放電が行われる場合などは、放電時に電極体内への電解液の浸透が追い付かず、電極体内で電解液が枯渇する場所が生じることがある。特に、巻回型の電極体である場合、電極体の両端面からのみしか電解液が浸透することができないため、電極体の中央部で電解液の枯渇が生じ易くなる。また、通常、電極体の中央部を中心に押圧されることからも、電極体の中央部での電解液の枯渇は生じ易い。このように電極体内の電解液が部分的にでも枯渇した状態となると、抵抗が上昇し、出力が低下する。また、電極体内の電解液が枯渇した状態で充放電を繰り返すと、蓄電素子の劣化の進行を早め、抵抗上昇を引き起こす。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い蓄電素子及びその製造方法、並びにこのような蓄電素子を備える蓄電装置を提供することである。

本発明の一態様は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記正極活物質層の幅Ｗｃとの関係が下記式１を満たす蓄電素子（Ａ）である。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１

本発明の他の一態様は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記負極活物質層の幅Ｗａとの関係が下記式２を満たす蓄電素子（Ｂ）である。
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２

本発明の他の一態様は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記セパレータの幅Ｗｓとの関係が下記式３を満たす蓄電素子（Ｃ）である。
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

本発明の他の一態様は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を帯状の有する負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、及び電解液を容器に収容すること、並びに上記容器を圧迫することを備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記収容することにおいて、電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記圧迫することにより、上記電極体の少なくとも中央部が押圧され、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さをＨ、上記正極活物質層の幅をＷｃ、上記負極活物質層の幅をＷａ、及び上記セパレータの幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たす、蓄電素子の製造方法である。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

本発明の他の一態様は、１又は複数の蓄電素子を備え、上記１又は複数の蓄電素子の少なくとも１つが、上記蓄電素子（Ａ）、蓄電素子（Ｂ）又は蓄電素子（Ｃ）である蓄電装置である。

本発明の一態様によれば、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い蓄電素子及びその製造方法、並びにこのような蓄電素子を備える蓄電装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子を示す模式的斜視図である。 図２は、図１の蓄電素子の容器内に配置されている構成要素を示す模式的斜視図である。 図３は、図１の蓄電素子の電極体の構成概要を示す模式的斜視図である。 図４は、図１の蓄電素子の模式的断面図である。 図５は、図１の蓄電素子の電極体及び余剰電解液の関係を示す模式図である。 図６は、図１の蓄電素子の電極体の模式的部分断面図である。 図７は、図１の蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す模式的平面図である。

初めに、本明細書によって開示される蓄電素子、その製造方法及び蓄電装置の概要について説明する。

本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記正極活物質層の幅Ｗｃとの関係が下記式１を満たす蓄電素子（Ａ）である。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１

当該蓄電素子（Ａ）は、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い。このような効果が生じる理由としては定かではないが、以下の理由が推測される。巻回軸が水平方向と平行に配置された巻回型の電極体を備える蓄電素子においては、容器内の余剰電解液は、放電時に電極体の両端面下端部分から電極体内に浸透する（図５等参照）。電極体の幅、具体的には正極活物質層の幅Ｗｃが相対的に広すぎる場合、電極体の中央部にまで電解液が浸透し難く、電解液が枯渇する部分が生じ易い。一方、正極活物質層の幅Ｗｃが相対的に狭すぎる場合、正極活物質層と負極活物質層との対向面積が小さくなるため、充放電時の電流密度が高くなり、初期の抵抗が高くなる。これらに対し、当該蓄電素子（Ａ）においては、正極活物質層の幅Ｗｃが、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨに対して所定範囲内であるため、電極体全体に電解液が均一性高く浸透し易くなって電解液が枯渇する部分が生じ難くなり、また、初期の抵抗も十分に低い。このため、当該蓄電素子（Ａ）においては、充放電サイクル後も抵抗が低いものとなっていると推測される。

なお、余剰電解液の液面の高さは、放電状態における液面の位置に基づくものとする。放電状態とは、蓄電素子を０．２Ｃの電流で放電終止電圧まで定電流放電した状態とする。放電終止電圧は、実質的に放電を行える放電電圧の最低値であってよく、蓄電素子を使用する電気機器の設定等によって定まる値であってよい。放電終止電圧は、例えば２．５Ｖであってよい。例えば、正極活物質がα－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造又はスピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であり、負極活物質が炭素材料（黒鉛、非黒鉛質炭素等）である非水電解質蓄電素子の場合、放電終止電圧を２．５Ｖとしてよい。また、上記定電流放電した後、１時間以上放置後の液面の位置を測定する。

また、中空活物質粒子は、粒子内部に中空な部分（空隙）を有する活物質粒子を意味する。具体的に中空とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて取得されるＳＥＭ像において観察される粒子の断面において、粒子全体の面積に対して粒子内の空隙を除いた面積率Ｒが９５％未満であることを意味する。中空活物質粒子の面積率Ｒは、５０％以上９５％以下であってもよく、６０％以上９０％以下であってもよい。面積率Ｒは、つぎの通り決定することができる。
（１）測定用試料の準備
測定対象とする活物質粒子を熱硬化性の樹脂で固定する。樹脂で固定された活物質粒子について、クロスセクション・ポリッシャを用いることで、断面を露出させ、測定用試料を作製する。
（２）ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像の取得
ＳＥＭ像の取得には、走査型電子顕微鏡としてＪＳＭ－７００１Ｆ（日本電子株式会社製）を用いる。ＳＥＭ像は、二次電子像を観察するものとする。加速電圧は、１５ｋＶとする。観察倍率は、一視野に表れる活物質粒子が３個以上１５個以内となる倍率に設定する。得られたＳＥＭ像は、画像ファイルとして保存する。その他、スポット径、ワーキングディスタンス、照射電流、輝度、フォーカス等の諸条件は、活物質粒子の輪郭が明瞭になるように適宜設定する。
（３）活物質粒子の輪郭の切り抜き
画像編集ソフトＡｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ １１の画像切り抜き機能を用いて、取得したＳＥＭ像から活物質粒子の輪郭を切り抜く。この輪郭の切り抜きは、クイック選択ツールを用いて活物質粒子の輪郭より外側を選択し、活物質粒子以外を黒背景へと編集して行う。このとき、輪郭を切り抜くことができた活物質粒子が３個未満であった場合は、再度、ＳＥＭ像を取得し、輪郭を切り抜くことができた活物質粒子が３個以上になるまで行う。
（４）二値化処理
切り抜いた活物質粒子のうち１つ目の活物質粒子の画像について、画像解析ソフトＰｏｐＩｍａｇｉｎｇ ６．００を用い、強度が最大となる濃度から２０％分小さい濃度を閾値に設定して二値化処理を行う。二値化処理により、濃度の低い側の面積を算出することで「粒子内の空隙を除いた面積Ｓ_１」とする。ついで、先ほどと同じ１つ目の活物質粒子の画像について、濃度１０を閾値として二値化処理を行う。二値化処理により、活物質粒子の外縁を決定し、当該外縁の内側の面積を算出することで、「粒子全体の面積Ｓ_０」とする。上記算出したＳ_１及びＳ_０を用いて、Ｓ_０に対するＳ_１の割合（Ｓ_１／Ｓ_０）を算出することにより、一つ目の活物質粒子における「粒子全体の面積に対して粒子内の空隙を除いた面積率Ｒ_１（＝Ｓ_１／Ｓ_０）」を求める。切り抜いた活物質粒子のうち２つ目以降の活物質粒子の画像についても、それぞれ、上記の二値化処理を行い、面積Ｓ_１、面積Ｓ_０を算出する。この算出した面積Ｓ_１、Ｓ_０に基づいて、それぞれの活物質粒子の面積率Ｒ_２、Ｒ_３、・・・を算出する。
（５）面積率Ｒの決定
二値化処理により算出した全ての面積率Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、・・・の平均値を算出することにより、「粒子全体の面積に対して粒子内の空隙を除いた活物質粒子の面積率Ｒ」を決定する。

本発明の他の一態様に係る蓄電素子は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記負極活物質層の幅Ｗａとの関係が下記式２を満たす蓄電素子（Ｂ）である。
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２

当該蓄電素子（Ｂ）も、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い。このような効果が生じる理由としては定かではないが、上述した蓄電素子（Ａ）と同様の理由、すなわち負極活物質層の幅Ｗａが、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨに対して所定範囲内であるため、電極体全体に電解液が均一性高く浸透し易くなって電解液が枯渇する部分が生じ難くなり、また、初期の抵抗も十分に低くなることなどによると推測される。

本発明の他の一態様に係る蓄電素子は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記セパレータの幅Ｗｓとの関係が下記式３を満たす蓄電素子（Ｃ）である。
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

当該蓄電素子（Ｃ）も、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い。このような効果が生じる理由としては定かではないが、上述した蓄電素子（Ａ）と同様の理由、すなわちセパレータの幅Ｗｓが、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨに対して所定範囲内であるため、電極体全体に電解液が均一性高く浸透し易くなって電解液が枯渇する部分が生じ難くなり、また、初期の抵抗も十分に低くなることなどによると推測される。

当該蓄電素子（Ａ）、蓄電素子（Ｂ）及び蓄電素子（Ｃ）においては、上記正極活物質層の平均厚さＴｃ、上記負極活物質層の平均厚さＴａ及び上記セパレータの平均厚さＴｓと上記高さＨとの関係が下記式４を満たすことが好ましい。
１．０Ｈ≦５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）≦２．０Ｈ ・・・４

このような場合、蓄電素子の充放電サイクル後の抵抗がより低いものとなる。この理由は定かではないが、多孔質であり電解液が浸透する部分である正極活物質層、負極活物質層及びセパレータの合計厚さを調整することで、毛細管現象による電解液の高さ方向への浸透速度が好適化され、上記式４を満たす関係の場合、電極体の上端部分にまで電解液が十分に浸透できることが推測される。

なお、正極活物質層の平均厚さＴｃは、１つの正極に設けられている１又は複数の正極活物質層の合計の平均厚さであり、例えば、正極に２つの正極活物質層が設けられている場合、２つの正極活物質層の合計の平均厚さである。例えば、正極が、正極基材の両面に正極活物質層がそれぞれ設けられている構造の場合、正極の平均厚さから正極基材の平均厚さを差し引いた値が、正極活物質層の平均厚さＴｃである。負極活物質層の平均厚さＴａについても同様である。また、正極活物質層の平均厚さＴｃ、負極活物質層の平均厚さＴａ及びセパレータの平均厚さＴｓは、それぞれ任意の５ヶ所の厚さの測定値の平均とする。

本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を帯状の有する負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、及び電解液を容器に収容すること、並びに上記容器を圧迫することを備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記収容することにおいて、電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記圧迫することにより、上記電極体の少なくとも中央部が押圧され、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さをＨ、上記正極活物質層の幅をＷｃ、上記負極活物質層の幅をＷａ、及び上記セパレータの幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たす、蓄電素子の製造方法である。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

当該製造方法によれば、巻回型の電極体を備える蓄電素子であって、充放電サイクル後も抵抗が低い蓄電素子を製造することができる。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、１又は複数の蓄電素子を備え、上記１又は複数の蓄電素子の少なくとも１つが、上記蓄電素子（Ａ）、蓄電素子（Ｂ）又は蓄電素子（Ｃ）である蓄電装置である。

当該蓄電装置は、巻回型の電極体を有する蓄電素子を備える蓄電装置であって、充放電サイクル後も抵抗が低い。

以下、本発明の一実施形態に係る蓄電素子、蓄電素子の製造方法、及び蓄電装置について詳説する。

＜蓄電素子＞
図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子１０の外観を示す斜視図である。図２は、蓄電素子１０の容器内に配置されている構成要素を示す斜視図である。なお、図２において符号Ｗが付された一点鎖線は、電極体１６の巻回軸を表している。巻回軸Ｗは、仮想的な軸であり、本実施の形態においては、Ｙ軸に平行な直線である。

図１に示すように、蓄電素子１０は、容器１１と、正極端子１２と、負極端子１３とを備える。また、図２に示すように、蓄電素子１０は、容器１１（容器本体１７）内に収容された、正極集電体１４と、負極集電体１５と、電極体１６とを備える。さらに、蓄電素子１０は、容器１１内に収容された電解液（図２において図示しない）を備える。

容器１１は、矩形筒状で底を備える容器本体１７と、容器本体１７の開口を閉塞する板状部材である蓋体１８とで構成されている。容器１１は、通常、金属製又は樹脂製である。容器１１は、電極体１６等を内部に収容後、蓋体１８と容器本体１７とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。また、内部が密封された後、容器１１の壁面１９（Ｘ軸方向を法線方向とする一対の壁面１９）は圧迫され、内側に凹んだ形状となっている。このように容器１１が圧迫されていることにより、電極体１６の少なくとも中央部が押圧された状態となる。

正極端子１２は、正極集電体１４を介して電極体１６の正極と電気的に接続された電極端子である。負極端子１３は、負極集電体１５を介して電極体１６の負極と電気的に接続された電極端子である。正極端子１２及び負極端子１３は、電極体１６の上方に配置された蓋体１８に、絶縁性を有するガスケット（図示せず）を介して取り付けられている。

正極集電体１４は、正極端子１２と電極体１６の正極とを電気的に接続する導電性部材である。負極集電体１５は、負極端子１３と電極体１６の負極とを電気的に接続する導電性部材である。正極集電体１４及び負極集電体１５は、蓋体１８に固定されている。また、正極集電体１４は、電極体１６の正極側端部に接合され、負極集電体１５は、電極体１６の負極側端部に接合されている。

電極体１６は、扁平状の巻回型の電極体である。図３に示すように、電極体１６は、帯状の正極２１、帯状の第１のセパレータ２２ａ、帯状の負極２３、及び帯状の第２のセパレータ２２ｂがこの順に重ねられた状態で、長手方向に巻回されることにより形成されている。電極体１６は、この巻回軸Ｗが水平方向（Ｙ軸）と平行になるよう配置されている。蓄電素子１０においては、電極体１６の巻回軸Ｗは、容器１１の底面と平行である。

図３、６に示されるように、正極２１は、帯状の正極基材２５と、この正極基材２５の両面にそれぞれ積層された正極活物質層２６とを有する。負極２３は、帯状の負極基材２７と、この負極基材２７の両面にそれぞれ積層された負極活物質層２８とを有する。正極基材２５及び負極基材２７は、金属箔等、導電性の基材である。正極活物質層２６及び負極活物質層２８の少なくとも一方は、中空活物質粒子を有する。正極活物質層２６及び負極活物質層２８の双方が中空活物質粒子を有することが好ましい。各構成要素の詳細については後述する。

電極体１６においては、正極２１と負極２３とは、セパレータ２２（２２ａ、２２ｂ）を介し、巻回軸Ｗの方向に互いにずらして巻回されている。具体的には、正極２１は、巻回軸Ｗの方向の一端（図３におけるＹ軸方向マイナス側の端部）に、正極活物質層２６が積層されていない正極活物質層非積層部２９を有している。また、負極２３は、巻回軸Ｗの方向の他端（図３におけるＹ軸方向プラス側の端部）に、負極活物質層２８が積層されていない負極活物質層非積層部３０を有している。このように、露出した正極基材２５（正極活物質層非積層部２９）によって正極側端部が形成され、露出した負極基材２７（負極活物質層非積層部３０）によって負極側端部が形成されている。正極側端部は正極集電体１４と接合され、負極側端部は負極集電体１５と接合される。

このような扁平状の巻回型の電極体１６においては、通常、平坦部分の中央部を中心に押圧された状態となっている。すなわち、通常、電極体１６のＸ軸方向視における中央部が最も大きい荷重が掛かった状態となっている。

容器１１内には、上述のように電解液がさらに収納されている。電解液は、多孔質である正極活物質層２６、負極活物質層２８及びセパレータ２２に含浸されており、電解液の一部は余剰電解液３１として容器１１の底に溜まっている。すなわち、図４に示されるように、電極体１６と容器１１との間には、余剰電解液３１が存在している。そして、電極体１６の少なくとも下端は、余剰電解液３１と接触している。電極体１６の下端は、余剰電解液３１に浸漬していることが好ましい。例えば、電極体１６の下側の湾曲部１６Ａ（断面視における半円部分）の少なくとも半分、好ましくは電極体１６の下側の湾曲部１６Ａの実質的に全部が、余剰電解液３１に浸漬していることがより好ましい。

当該蓄電素子１０の一態様においては、余剰電解液３１の液面から電極体１６の上端までの高さＨと、正極活物質層２６の幅Ｗｃとの関係が下記式１を満たす（図５、６参照）。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１

Ｗｃの下限は、１．０Ｈが好ましく、１．２Ｈがより好ましく、１．４Ｈがさらに好ましく、１．６Ｈがよりさらに好ましく、１．８Ｈが特に好ましい。Ｗｃの上限は、１．９Ｈが好ましい。Ｗｃを上記下限以上とすることで、電解液が電極体１６の上端にまで十分に浸透することができるため、初期の抵抗を低くできる。また、蓄電素子１０の体積に占める正極活物質層２６の体積比率を十分に高くすることができるため、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高くすることができる。一方、Ｗｃを上記上限以下とすることで、電解液が電極体１６の中央部にまで十分に浸透することができる。従って、当該蓄電素子１０において、Ｗｃが上記範囲である場合、充放電サイクル後も抵抗が低い。

当該蓄電素子１０の一態様においては、余剰電解液３１の液面から電極体１６の上端までの高さＨと、負極活物質層２８の幅Ｗａとの関係が下記式２を満たす（図５、６参照）。
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２

Ｗａの下限は、１．０Ｈが好ましく、１．２Ｈがより好ましく、１．４Ｈがさらに好ましく、１．６Ｈがよりさらに好ましく、１．８Ｈが特に好ましい。Ｗａの上限は、２．０Ｈが好ましい。Ｗａを上記下限以上とすることで、電解液が電極体１６の上端にまで十分に浸透することができるため、初期の抵抗を低くできる。また、蓄電素子１０の体積に占める負極活物質層２８の体積比率を十分に高くすることができるため、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高くすることができる。一方、Ｗａを上記上限以下とすることで、電解液が電極体１６の中央部にまで十分に浸透することができる。従って、当該蓄電素子１０において、Ｗａが上記範囲である場合、充放電サイクル後も抵抗が低い。

当該蓄電素子１０の一態様においては、余剰電解液３１の液面から電極体１６の上端までの高さＨと、セパレータ２２の幅Ｗｓとの関係が下記式３を満たす（図５、６参照）。
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

Ｗｓの下限は、１．２Ｈが好ましく、１．４Ｈがより好ましく、１．６Ｈがさらに好ましく、１．８Ｈがよりさらに好ましく、１．９Ｈが特に好ましい。Ｗｓの上限は、２．０Ｈが好ましい。Ｗｓを上記下限以上とすることで、電解液が電極体１６の上端にまで十分に浸透することができる。また、一般に、正極活物質層２６及び負極活物質層２８の幅はセパレータ２２の幅よりも狭い。このため、セパレータ２２の幅を十分に広くすることで、正極活物質層２６及び負極活物質層２８の幅を広くすることができ、蓄電素子１０の体積に占める正極活物質層２６及び負極活物質層２８の体積比率を十分に高くすることができるため、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高くすることができる。一方、Ｗｓを上記上限以下とすることで、電解液が電極体１６の中央部にまで十分に浸透することができる。従って、当該蓄電素子１０において、Ｗｓが上記範囲である場合、充放電サイクル後も抵抗が低い。

当該蓄電素子１０の一態様においては、余剰電解液３１の液面から電極体１６の上端までの高さをＨ、正極活物質層２６の幅をＷｃ、負極活物質層２８の幅をＷａ、及びセパレータ２２の幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たす。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３
Ｗｃ、Ｗａ、及びＷｓの好ましい範囲は、上記範囲と同様である。

なお、余剰電解液３１の液面から電極体１６の上端までの高さＨとしては、例えば３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であってよく、４０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であってよい。

正極活物質層２６の平均厚さＴｃ、負極活物質層２８の平均厚さＴａ及びセパレータ２２の平均厚さＴｓと上記高さＨとの関係が下記式４を満たすことが好ましい。
１．０Ｈ≦５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）≦２．０Ｈ ・・・４

５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）の下限は、１．２Ｈがより好ましく、１．４Ｈがさらに好ましい。５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）の上限は、１．８Ｈがより好ましく、１．６Ｈがさらに好ましい。５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）の値を上記範囲とすることで、電極体１６の上端部分にまで電解液が十分に浸透できることなどにより、充放電サイクル後の抵抗がより低いものとなる。

正極活物質層２６の平均厚さＴｃは、例えば１０μｍ以上２００μｍ以下であってよく、２０μｍ以上１００μｍ以下であってよい。負極活物質層２８の平均厚さＴａは、例えば１０μｍ以上２００μｍ以下であってよく、２０μｍ以上１２０μｍ以下であってよい。セパレータ２２の平均厚さＴｓとしては、５μｍ以上１００μｍ以下であってよく、１０μｍ以上４０μｍ以下であってよい。

また、正極基材２５と負極基材２７との間の多孔質部分の平均厚さＴｐと上記高さＨとの関係が下記式５を満たすことが好ましい。
１．１Ｈ≦１０００Ｔｐ≦２．２Ｈ ・・・５

１０００Ｔｐの下限は、１．２Ｈがより好ましく、１．４Ｈがさらに好ましく、１．６Ｈがよりさらに好ましい。１０００Ｔｐの上限は、２．０Ｈがより好ましく、１．９Ｈがさらに好ましい。１０００Ｔｐの値を上記範囲とすることで、電極体１６の上端部分にまで電解液が十分に浸透できることなどにより、充放電サイクル後の抵抗がより低いものとなる。

図６等で表される本実施形態に係る蓄電素子１０においては、上記平均厚さＴｐは、正極活物質層２６の一層の平均厚さと、負極活物質層２８の一層の平均厚さと、セパレータ２２の平均厚さとの和になる。正極活物質層２６の一層の平均厚さは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下であってよく、１０μｍ以上５０μｍ以下であってよい。負極活物質層２８の一層の平均厚さは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下であってよく、１０μｍ以上６０μｍ以下であってよい。

本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、充放電の繰り返しが頻繁に行われる場合、あるいは急速に放電が行われる場合など、放電時に電極体内への電解液の浸透が追い付かなくなりやすい用途に好適に用いることができる。このような用途として、車両用電源等が挙げられ、特に、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源として好適に用いることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る蓄電素子における主な構成部材に関して詳説する。

（正極）
正極２１は、上記のように、正極基材と、この正極基材の両面に積層される正極活物質層を有する。なお、正極は、正極基材と正極活物質層との間に設けられる中間層をさらに有していてもよい。また、正極活物質層が正極基材の一方の面のみに積層されている正極を用いることもできる。

正極基材は、導電性を有する。「導電性」を有するか否かは、ＪＩＳ－Ｈ－０５０５（１９７５年）に準拠して測定される体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍを閾値として判定する。正極基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。正極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金としては、ＪＩＳ－Ｈ－４０００（２０１４年）又はＪＩＳ－Ｈ－４１６０（２００６年）に規定されるＡ１０８５、Ａ３００３、Ａ１Ｎ３０等が例示できる。

正極基材は、実質的に均一な厚さの板又はシートであってよい。正極基材の平均厚さは、３μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上４０μｍ以下がより好ましく、８μｍ以上３０μｍ以下がさらに好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下が特に好ましい。正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材の強度を高めつつ、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。正極基材及び後述する負極基材の「平均厚さ」とは、所定の面積の基材を打ち抜いた際の打ち抜き質量を、基材の真密度及び打ち抜き面積で除した値をいう。

中間層は、正極基材と正極活物質層との間に配される層である。中間層は、炭素粒子等の導電剤を含むことで正極基材と正極活物質層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば、バインダ及び導電剤を含む。

正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層は、必要に応じて、導電剤、バインダ（結着剤）、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。

正極活物質としては、公知の正極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。正極活物質としては、例えば、α－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等が挙げられる。α－ＮａＦｅＯ_２型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_(１－ｘ)］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_{（１－ｘ－γ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＣｏ_{（１－ｘ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_{（１－ｘ－γ）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_βＣｏ_{（１－ｘ－γ－β）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１）、Ｌｉ［Ｌｉ_ｘＮｉ_γＣｏ_βＡｌ_{（１－ｘ－γ－β）}］Ｏ_２（０≦ｘ＜０．５、０＜γ、０＜β、０．５＜γ＋β＜１）等が挙げられる。スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、Ｌｉ_ｘＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_ｘＮｉ_γＭｎ_{（２－γ）}Ｏ_４等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_２ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_２ＣｏＰＯ_４Ｆ等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。正極活物質層においては、これら材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

正極活物質は、通常、粒子（粉体）である。正極活物質の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上１０μｍ以下がより好ましい。正極活物質の平均粒子径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒子径を上記上限以下とすることで、正極活物質層の電子伝導性が向上する。なお、正極活物質と他の材料との複合体を用いる場合、該複合体の平均粒子径を正極活物質の平均粒子径とする。「平均粒子径」とは、ＪＩＳ－Ｚ－８８２５（２０１３年）に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、ＪＩＳ－Ｚ－８８１９－２（２００１年）に準拠し計算される体積基準積算分布が５０％となる値を意味する。

正極活物質及び後述する負極活物質のうちの少なくとも一方は、中空活物質粒子を含む。中空活物質粒子は、通常、外面から中空部までを貫通する貫通孔、又は外面から中空部までに通じる連通孔を有する多孔質粒子である。中空正極活物質粒子としては、リチウム遷移金属複合酸化物等の正極活物質の一次粒子が複数集合した二次粒子であって、その内側に形成された中空部を有するものが挙げられる。中空正極活物質粒子は、上記特許文献１、２等に記載の公知の中空正極活物質粒子を用いることができ、上記特許文献１、２等に記載の公知の方法で製造することができる。

正極活物質層における正極活物質の含有量は、５０質量％以上９９質量％以下が好ましく、７０質量％以上９８質量％以下がより好ましく、８０質量％以上９５質量％以下がさらに好ましい。正極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。

導電剤は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料、金属、導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛、非黒鉛質炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、フラーレン等が挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。導電剤としては、これらの材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとＣＮＴとを複合化した材料を用いてもよい。これらの中でも、電子伝導性及び塗工性の観点よりカーボンブラックが好ましく、中でもアセチレンブラックが好ましい。

正極活物質層における導電剤の含有量は、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、３質量％以上９質量％以下がより好ましい。導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、蓄電素子のエネルギー密度を高めることができる。

バインダとしては、例えば、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂；エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム等のエラストマー；多糖類高分子等が挙げられる。

正極活物質層におけるバインダの含有量は、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、２質量％以上９質量％以下がより好ましく、３質量％以上６質量％以下がさらに好ましい。バインダの含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質を安定して保持することができる。

増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。増粘剤がリチウム等と反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させてもよい。増粘剤を使用する場合、正極活物質層における増粘剤の含有量は、０．１質量％以上８質量％以下とすることができ、通常、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層が上記増粘剤を含まない態様で好ましく実施され得る。

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。フィラーを使用する場合、正極活物質層におけるフィラーの含有量は、０．１質量％以上８質量％以下とすることができ、通常、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましい。ここで開示される技術は、正極活物質層が上記フィラーを含まない態様で好ましく実施され得る。

正極活物質層は、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の典型非金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｂａ等の典型金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。

（負極）
負極２３は、上記のように、負極基材と、この負極基材の両面に積層される負極活物質層を有する。なお、負極は、負極基材と負極活物質層との間に設けられる中間層をさらに有していてもよい。また、負極活物質層が負極基材の一方の面のみに積層されている負極を用いることもできる。負極に設けられていてもよい中間層の構成は特に限定されず、例えば正極で例示した構成から選択することができる。

負極基材は、正極基材と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。負極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。

負極基材は、実質的に均一な厚さの板又はシートであってよい。負極基材の平均厚さは、２μｍ以上３５μｍ以下が好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下がより好ましく、４μｍ以上２５μｍ以下がさらに好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、蓄電素子の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。

負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質層は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、上記正極で例示した材料から選択できる。

負極活物質層は、Ｂ、Ｎ、Ｐ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等の典型非金属元素、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｂａ等の典型金属元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｗ等の遷移金属元素を負極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。

負極活物質としては、公知の負極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Ｌｉ；Ｓｉ、Ｓｎ等の金属又は半金属；Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｓｎ酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物；Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＬｉＴｉＯ_２、ＴｉＮｂ_２Ｏ_７等のチタン含有酸化物；ポリリン酸化合物；炭化ケイ素；黒鉛（グラファイト）、非黒鉛質炭素（易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素）等の炭素材料等が挙げられる。これらの材料の中でも、黒鉛及び非黒鉛質炭素が好ましい。負極活物質層においては、これら材料の１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、エックス線回折法により決定される（００２）面の平均格子面間隔（ｄ_００２）が０．３３ｎｍ以上０．３４ｎｍ未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてエックス線回折法により決定される（００２）面の平均格子面間隔（ｄ_００２）が０．３４ｎｍ以上０．４２ｎｍ以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチまたは石油ピッチ由来の材料、石油コークスまたは石油コークス由来の材料、植物由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。

ここで、炭素材料の「放電状態」とは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されるように放電された状態を意味する。例えば、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Ｌｉを対極として用いた半電池において、開回路電圧が０．７Ｖ以上である状態である。

「難黒鉛化性炭素」とは、上記ｄ_００２が０．３６ｎｍ以上０．４２ｎｍ以下の炭素材料をいう。

「易黒鉛化性炭素」とは、上記ｄ_００２が０．３４ｎｍ以上０．３６ｎｍ未満の炭素材料をいう。

負極活物質の形態は、通常、粒子（粉体）である。負極活物質の平均粒子径は、例えば、１ｎｍ以上１００μｍ以下とすることができる。負極活物質が炭素材料、チタン含有酸化物又はポリリン酸化合物である場合、その平均粒子径は１μｍ以上１００μｍ以下が好ましい場合があり、３μｍ以上４０μｍ以下、さらには２０μｍ以下がより好ましい場合もある。負極活物質が、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｉ酸化物、又はＳｎ酸化物等である場合、その平均粒子径は、１ｎｍ以上１μｍ以下が好ましい場合がある。負極活物質の平均粒子径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒子径を上記上限以下とすることで、活物質層の電子伝導性が向上する。粉体を所定の粒子径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。また、負極活物質が金属Ｌｉ等の金属である場合、その形態は箔状であってもよい。

上述のように、正極活物質及び負極活物質のうちの少なくとも一方は、中空活物質粒子を含む。中空負極活物質粒子としては、中空部を有する黒鉛粒子等が挙げられる。中空負極活物質粒子としては、上記特許文献２等に記載の公知の中空負極活物質粒子を用いることができ、上記特許文献２等に記載の公知の方法で製造することができる。

負極活物質層における負極活物質の含有量は、６０質量％以上９９質量％以下が好ましく、９０質量％以上９８質量％以下がより好ましい。負極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、負極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。なお、負極活物質が金属Ｌｉである場合、負極活物質層における負極活物質の含有量は９９質量％以上であってよく、１００質量％であってよい。

（セパレータ）
セパレータ２２は、公知のセパレータの中から適宜選択できる。セパレータとして、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層の一方の面又は双方の面に耐熱粒子とバインダとを含む耐熱層が形成されたセパレータ等を使用することができる。セパレータの基材層の形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの形状の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。

耐熱層に含まれる耐熱粒子は、１気圧の空気雰囲気下で室温から５００℃まで昇温したときの質量減少が５％以下であるものが好ましく、室温から８００℃まで昇温したときの質量減少が５％以下であるものがさらに好ましい。加熱したときの質量減少が所定以下である材料として無機化合物が挙げられる。無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物；窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物；炭酸カルシウム等の炭酸塩；硫酸バリウム等の硫酸塩；フッ化カルシウム、フッ化バリウム、チタン酸バリウム等の難溶性のイオン結晶；シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶；タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。

セパレータの空孔率は、強度の観点から８０体積％以下が好ましく、放電性能の観点から２０体積％以上が好ましい。ここで、「空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。

セパレータとして、ポリマーと電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。

（電解液）
電解液としては、非水電解液を好適に用いることができる。非水電解液は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とを含む。

非水溶媒としては、公知の非水溶媒の中から適宜選択できる。非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、リン酸エステル、スルホン酸エステル、エーテル、アミド、ニトリル等が挙げられる。非水溶媒として、これらの化合物に含まれる水素原子の一部がハロゲンに置換されたものを用いてもよい。

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）、スチレンカーボネート、１－フェニルビニレンカーボネート、１，２－ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でもＥＣが好ましい。

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス（トリフルオロエチル）カーボネート等が挙げられる。これらの中でもＤＭＣ及びＥＭＣが好ましい。

非水溶媒として、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの少なくとも一方を用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解液のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解液の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率（環状カーボネート：鎖状カーボネート）としては、例えば、５：９５から５０：５０の範囲とすることが好ましい。

電解質塩としては、公知の電解質塩から適宜選択できる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等が挙げられる。これらの中でもリチウム塩が好ましい。

リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＰＯ_２Ｆ_２、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｆ）_２、等の無機リチウム塩、リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、リチウムジオフルオロオキサレートボレート（ＬｉＦＯＢ）、リチウムビス（オキサレート）ジフルオロホスフェート（ＬｉＦＯＰ）等のシュウ酸リチウム塩、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）（ＳＯ_２Ｃ_４Ｆ_９）、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、ＬｉＣ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_３等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、ＬｉＰＦ_６がより好ましい。

非水電解液における電解質塩の含有量は、２０℃１気圧下において、０．１ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると好ましく、０．３ｍｏｌ／ｄｍ^３以上２．０ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとより好ましく、０．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であるとさらに好ましく、０．７ｍｏｌ／ｄｍ^３以上１．５ｍｏｌ／ｄｍ^３以下であると特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解液のイオン伝導度を高めることができる。

非水電解液は、非水溶媒と電解質塩以外に、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ジフルオロエチレンカーボネート（ＤＦＥＣ）等のハロゲン化炭酸エステル；リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、リチウムジフルオロオキサレートボレート（ＬｉＦＯＢ）、リチウムビス（オキサレート）ジフルオロホスフェート（ＬｉＦＯＰ）等のシュウ酸塩；リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）等のイミド塩；ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物；２－フルオロビフェニル、ｏ－シクロヘキシルフルオロベンゼン、ｐ－シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分ハロゲン化物；２，４－ジフルオロアニソール、２，５－ジフルオロアニソール、２，６－ジフルオロアニソール、３，５－ジフルオロアニソール等のハロゲン化アニソール化合物；ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物；亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、プロパンスルトン、プロペンスルトン、ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、トルエンスルホン酸メチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、４，４’－ビス（２，２－ジオキソ－１，３，２－ジオキサチオラン）、４－メチルスルホニルオキシメチル－２，２－ジオキソ－１，３，２－ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、１，３－プロペンスルトン、１，３－プロパンスルトン、１，４－ブタンスルトン、１，４－ブテンスルトン、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、リン酸トリストリメチルシリル、チタン酸テトラキストリメチルシリル、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム等が挙げられる。これら添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

非水電解液に含まれる添加剤の含有量は、非水電解液全体の質量に対して０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．１質量％以上７質量％以下がより好ましく、０．２質量％以上５質量％以下がさらに好ましく、０．３質量％以上３質量％以下が特に好ましい。添加剤の含有量を上記の範囲とすることで、高温保存後の容量維持性能又は充放電サイクル性能を向上させたり、安全性をより向上させたりすることができる。

電解液には、水を溶媒とする電解液を用いてもよい。

＜蓄電素子の使用方法＞
当該蓄電素子１０は、従来公知の蓄電素子と同様の方法にて使用することができる。また、当該蓄電素子１０は、電極体１６の巻回軸Ｗが水平方向と平行になるように配置された状態で使用される。

すなわち、本発明の一実施形態に係る蓄電素子の使用方法は、蓄電素子を充電すること、及び上記蓄電素子を放電することを備え、上記蓄電素子は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、電解液、及び上記電極体と上記電解液とを収容する容器を備え、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さをＨ、上記正極活物質層の幅をＷｃ、上記負極活物質層の幅をＷａ、及び上記セパレータの幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たしている。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

当該使用方法によれば、充電すること及び放電することを繰り返し行っても、蓄電素子の抵抗が低く、高い出力性能を維持し続けることができる。当該使用方法における蓄電素子の具体的形態及び好適形態は、上述した本発明の一実施形態に係る蓄電素子の記載と同様である。

＜蓄電素子の製造方法＞
本発明の一実施形態に係る蓄電素子の製造方法は、電極体及び電解液を容器に収容すること（収容工程）、並びに上記容器を圧迫すること（圧迫工程）を備える。

上記電極体は、正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を帯状の有する負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる巻回型の電極体である。また、上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方は中空活物質粒子を有する。上記収容工程において、電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置される。例えば容器の底面が水平である場合、電極体の巻回軸は容器の底面と平行に配置される。

当該製造方法においては、上記収容工程の前に、例えば、巻回型の扁平状の電極体を作製すること、及び電解液を調製すること等を備えていてよい。また、当該製造方法においては、上記収容工程と圧迫工程との間に、容器を密閉すること等を備えていてよい。

上記圧迫工程は、容器内の電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となるように、例えば図１の蓄電素子１０の状態において、Ｘ軸方向に沿って両側面から容器本体１７の壁面１９の中央部分を圧迫することにより行われる。この圧迫により、容器本体１７の壁面１９は、図１、４に示されるように、凹むように変形してよく、変形した形状はそのまま維持され得る。圧迫は従来公知の押圧部材等により行うことができる。押圧部材を用いた圧迫により容器本体１７（壁面１９）が変形した場合、その変形した形状が維持されれば、押圧部材は取り外してよい。また、例えば後述する蓄電装置のように、押圧部材を用い、複数の蓄電素子の各容器が圧迫された状態で固定されるように、圧迫を行ったまま保持してもよい。

さらに当該製造方法は、初期の充放電を行うことを備えていてもよい。初期の充放電は、未充放電の蓄電素子に対して１回又は２回以上の充放電を行う工程であってよい。初期の充放電は、上記圧迫工程後に行われてもよく、圧迫工程前に行われてもよい。

上記各工程を経て得られた蓄電素子においては、電極体の少なくとも中央部が押圧され、上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触した状態となっている。そして、上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さをＨ、上記正極活物質層の幅をＷｃ、上記負極活物質層の幅をＷａ、及び上記セパレータの幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たしている。
０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
１．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３

上記各工程を経て得られた蓄電素子の具体的形態及び好適形態は、本発明の一実施形態として説明した蓄電素子の具体的形態及び好適形態と同様である。

当該製造方法においては、用いる電解液の量、電極体のサイズ等を調整することにより、上記式１、式２又は式３を満たす蓄電素子を得ることができる。

＜蓄電装置＞
本実施形態の蓄電素子は、ＥＶ、ＨＥＶ、ＰＨＥＶ等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の蓄電素子を集合して構成した蓄電装置（バッテリーモジュール）として搭載することができる。この場合、蓄電装置に含まれる少なくとも一つの蓄電素子に対して、本発明の一実施形態に係る技術が適用されていればよい。

図７に示す蓄電装置４０は、複数の蓄電素子１０を有する。上記複数の蓄電素子１０の少なくとも１つが、本発明の一実施形態に係る蓄電素子（Ａ）、蓄電素子（Ｂ）又は蓄電素子（Ｃ）である。複数の蓄電素子１０は、スペーサ４１を介して並べられた状態で筐体４２内に収容されている。各蓄電素子１０間は、図示しないバスバによって電気的に接続されている。蓄電装置４０においては、ナット４３の回転により平板４４がスペーサ４１を介して各蓄電素子１０を押圧する。すなわち、蓄電装置４０においては、ナット４３及び平板４４により押圧部材を構成している。このような押圧部材により、蓄電素子１０の容器が押圧（圧迫）され、容器内の電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっている。スペーサ４１の形状、サイズ、材質等は、各蓄電素子１０の容器内の電極体が十分に押圧された状態となるように適宜設定される。また、蓄電装置４０に備わる蓄電素子１０の具体的構造は、図１等に示した蓄電素子１０と同様であり、電極体の巻回軸は水平方向に平行に配置されている。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。

上記実施形態では、蓄電素子が充放電可能な二次電池（例えばリチウムイオン二次電池）として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類、寸法、容量、構成部品の数等は任意である。例えば、容器内に複数の電極体を備える蓄電素子にも本発明を適用できる。この場合、余剰電解液の液面と電極体との関係において、少なくとも一つの電極体が本発明の要件を満たしていればよい。本発明の蓄電素子は、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ、非水電解液以外の電解液を用いた蓄電素子等にも適用できる。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
（電極体の作製）
帯状のアルミニウム箔製の正極基材の両面に、正極活物質層非積層部を設けるように、中空正極活物質粒子（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、中空二次粒子、面積率６０％、平均粒子径５μｍ）を含む正極合剤を塗工し、乾燥させて、正極活物質層を形成した。正極活物質層の幅Ｗｃは９０ｍｍ、正極活物質層の平均厚さＴｃ（正極の平均厚さ－正極基材の平均厚さ）は０．０６ｍｍとした。これにより、帯状の正極を得た。なお、中空正極活物質粒子の面積率及び平均粒子径は、上記した方法により測定した値である。以下の他の活物質粒子についても同様である。
帯状の銅箔製の負極基材の両面に、負極活物質層非積層部を設けるように、中空負極活物質粒子（球状化天然黒鉛、中空二次粒子、面積率８０％、平均粒子径８μｍ）を含む負極合剤を塗工し、乾燥させて、負極活物質層を形成した。負極活物質層の幅Ｗａは９５ｍｍ、負極活物質層の平均厚さＴａ（負極の平均厚さ－負極基材の平均厚さ）は０．０８ｍｍとした。これにより、帯状の負極を得た。
幅Ｗｓが１００ｍｍ、平均厚さＴｓが０．０２ｍｍのポリエチレン製微多孔膜からなる帯状のセパレータを準備した。
上記帯状の正極と上記帯状の負極とを上記帯状のセパレータを介して重ね合わせ、これを長手方向に巻回して扁平状の電極体を作製した。
エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比率３０：７０で混合した溶媒に、１．２ｍｏｌ／ｄｍ^３の塩濃度でＬｉＰＦ_６を溶解させ、非水電解液を得た。
上記電極体をアルミニウム製の角形容器に収納し、正極端子及び負極端子を取り付けた。この容器内部に上記非水電解液を注入した後、封口した。次に、容器内の電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となるように、容器の壁面を両側面から圧迫して変形させ、電極体が押圧された状態の蓄電素子を得た。
得られた未充放電の蓄電素子に対し、以下の初期充放電を実施した。２５℃において、充電電流０．２Ｃ、充電終止電圧４．１Ｖとして定電流定電圧充電した。充電の終了条件は、総充電時間が３時間となるまでとした。１０分間の休止期間を経た後、放電電流０．２Ｃ、放電終止電圧２．５Ｖとして定電流放電を行い、その後、１０分間の休止期間を設けた。いずれの実施例及び比較例も、この充放電を２サイクル実施した。
初期充放電後、蓄電素子を１時間放置した。１時間放置後の実施例１の蓄電素子について、エックス線ＣＴ（コンピュータ断層撮影）により、容器底面から電極体上端までの高さＨ１、容器底面から余剰電解液の液面までの高さＨ２を測定し、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨ（Ｈ１－Ｈ２）を求めた。高さＨ１は６０ｍｍ、高さＨ２は１０ｍｍ、高さＨは５０ｍｍであった。

［実施例２から１８、比較例１から７］
用いた正極活物質粒子及び負極活物質粒子の種類（中空又は中実）、高さＨ１、高さＨ２、正極活物質層の幅Ｗｃ、負極活物質層の幅Ｗａ、セパレータの幅Ｗｓ、正極活物質層の平均厚さＴｃ（正極の平均厚さ－正極基材の平均厚さ）、及び負極活物質層の平均厚さＴａ（負極の平均厚さ－負極基材の平均厚さ）を表１に示す通りとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２から１８及び比較例１から７の各蓄電素子を得た。
なお、中実正極活物質粒子としては、ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２の単粒子（一次粒子、面積率９８％、平均粒子径５μｍ）を用いた。また、中実負極活物質粒子としては、バルクメソフェーズ人造黒鉛の粉砕粒子（面積率９８％、平均粒子径８μｍ）を用いた。

［評価］
（充放電サイクル試験）
実施例及び比較例の初期充放電後の各蓄電素子に対し、以下の充放電サイクル試験を行った。２５℃において、充電電流１０Ｃ、充電終止電圧４．１Ｖとして定電流充電した。その後、放電電流１０Ｃ、放電終止電圧２．５Ｖとして定電流放電を行った。いずれの実施例及び比較例も、この充放電を１００サイクル実施した。
上記「充放電サイクル試験」前及び直後の各蓄電素子について、２５℃にて、電流１Ｃの定電流充電を行い、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を５０％にした後、２５℃にて電流０．２Ｃ、０．５Ｃ、１．０Ｃの順で、３０秒間ずつ放電した。各放電電流における電流と放電開始後１０秒目の電圧との関係をプロットし、３点のプロットから得られた直線の傾きから抵抗（直流抵抗）を求めた。充放電サイクル試験前及び直後の蓄電素子の各抵抗について、それぞれ実施例１の蓄電素子の抵抗を基準（１００）とした相対値として表１に示す。

表１に示されるように、正極活物質又は負極活物質に中空活物質粒子が用いられており、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨと、正極活物質層の幅Ｗｃ、負極活物質層の幅Ｗａ又はセパレータの幅Ｗｓとの関係が、所定範囲内にある各実施例の蓄電素子は、充放電サイクル試験後の抵抗（相対値）が１２０以下であり、抵抗が低いことがわかる。また、実施例１０から１６の各蓄電素子の比較などから、正極活物質層の平均厚さＴｃ、負極活物質層の平均厚さＴａ及びセパレータの平均厚さＴｓの合計と、余剰電解液の液面から電極体の上端までの高さＨとの関係が、所定範囲内にある場合、充放電サイクル試験後の抵抗がより低くなることがわかる。

本発明は、自動車、その他の車両、電子機器などの電源として使用される非水電解質蓄電素子などに適用できる。

１０ 蓄電素子
１１ 容器
１２ 正極端子
１３ 負極端子
１４ 正極集電体
１５ 負極集電体
１６ 電極体
１６Ａ 湾曲部
１７ 容器本体
１８ 蓋体
１９ 壁面
２１ 正極
２２（２２ａ、２２ｂ） セパレータ
２３ 負極
２５ 正極基材
２６ 正極活物質層
２７ 負極基材
２８ 負極活物質層
２９ 正極活物質層非積層部
３０ 負極活物質層非積層部
３１ 余剰電解液
４０ 蓄電装置
４１ スペーサ
４２ 筐体
４３ ナット
４４ 平板

Claims (6)

1. 正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、
   電解液、及び
   上記電極体と上記電解液とを収容する容器
   を備え、
   上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、
   上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、
   上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、
   上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、
   上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、
   上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記正極活物質層の幅Ｗｃとの関係が下記式１を満たす蓄電素子。
   ０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
2. 正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、
   電解液、及び
   上記電極体と上記電解液とを収容する容器
   を備え、
   上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、
   上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、
   上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、
   上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、
   上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、
   上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記負極活物質層の幅Ｗａとの関係が下記式２を満たす蓄電素子。
   ０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
3. 正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を有する帯状の負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、
   電解液、及び
   上記電極体と上記電解液とを収容する容器
   を備え、
   上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、
   上記電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、
   上記容器が圧迫されていることにより上記電極体の少なくとも中央部が押圧された状態となっており、
   上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、
   上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、
   上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さＨと、上記セパレータの幅Ｗｓとの関係が下記式３を満たす蓄電素子。
   １．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３
4. 上記正極活物質層の平均厚さＴｃ、上記負極活物質層の平均厚さＴａ及び上記セパレータの平均厚さＴｓと上記高さＨとの関係が下記式４を満たす請求項１、請求項２又は請求項３に記載の蓄電素子。
   １．０Ｈ≦５００（Ｔｃ＋Ｔａ＋Ｔｓ）≦２．０Ｈ ・・・４
5. 正極活物質層を有する帯状の正極と、負極活物質層を帯状の有する負極と、帯状のセパレータとが長手方向に巻回されてなる電極体、及び電解液を容器に収容すること、並びに
   上記容器を圧迫すること
   を備え、
   上記正極活物質層及び上記負極活物質層の少なくとも一方が中空活物質粒子を有し、
   上記収容することにおいて、電極体の巻回軸は、水平方向と平行に配置され、
   上記圧迫することにより、
   上記電極体の少なくとも中央部が押圧され、
   上記電極体と上記容器との間には、上記電解液の一部である余剰電解液が存在し、
   上記電極体の下端は上記余剰電解液と接触しており、
   上記余剰電解液の液面から上記電極体の上端までの高さをＨ、上記正極活物質層の幅をＷｃ、上記負極活物質層の幅をＷａ、及び上記セパレータの幅をＷｓとしたとき、下記式１から式３の少なくとも一つを満たす、蓄電素子の製造方法。
   ０．８Ｈ≦Ｗｃ≦２．０Ｈ ・・・１
   ０．９Ｈ≦Ｗａ≦２．１Ｈ ・・・２
   １．０Ｈ≦Ｗｓ≦２．２Ｈ ・・・３
6. １又は複数の蓄電素子を備え、
   上記１又は複数の蓄電素子の少なくとも１つが、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蓄電素子である蓄電装置。

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